一种探地雷达前置载荷模拟装置

摘要

本发明涉及道路地下空洞检测技术领域，提供一种探地雷达前置载荷模拟装置，包括：第一滚筒、同步传动机构和第二滚筒，第一滚筒内部在偏离轴心的位置设有空腔，第一滚筒的轴心铰接有用于接驳牵引车的前置牵引杆，同步传动机构装设在第一滚筒和第二滚筒之间，第二滚筒的轴心铰接有用于接驳探地雷达车的后置拉杆。本发明实施例提供的探地雷达前置载荷模拟装置，通过前后设置的第一滚筒和第二滚筒，并在第一滚筒与第二滚筒之间连接同步传动机构来保证二者的同步转动，模拟实际的车辆行驶，同时在第一滚筒与第二滚筒上均设置偏心空腔，从而模拟实际的道路动载荷情况，有利于提高探地雷达对道路下方空洞或软弱地层的检测精度。

权利要求

1.一种探地雷达前置载荷模拟装置，其特征在于，包括：前置牵引杆、第一滚筒、同步传动机构、第二滚筒和后置拉杆，所述第一滚筒与所述第二滚筒前后布置且轴心平行；

所述前置牵引杆的一端与所述第一滚筒的轴心铰接，所述前置牵引杆的自由端用于接驳牵引车，所述同步传动机构装设在所述第一滚筒和第二滚筒之间，用于带动所述第二滚筒与第一滚筒同步转动；所述第一滚筒和第二滚筒的内部在偏离轴心的位置设有空腔，所述后置拉杆的一端与所述第二滚筒的轴心铰接，所述后置拉杆的自由端用于接驳探地雷达车。

2.根据权利要求1所述的探地雷达前置载荷模拟装置，其特征在于，所述第二滚筒与所述第一滚筒的结构相同，所述同步传动机构包括第一固定连杆、传动连杆和第二固定连杆，所述第一固定连杆的一端固定在所述第一滚筒的轴心位置，所述第二固定连杆的一端固定在所述第二滚筒的轴心位置，所述第二固定连杆与所述第一固定连杆的长度相等且平行设置，所述传动连杆的两端分别与所述第一固定连杆的另一端和第二固定连杆的另一端铰接。

3.根据权利要求2所述的探地雷达前置载荷模拟装置，其特征在于，所述同步传动机构为两组，两组所述同步传动机构分别布置在所述第一滚筒的两侧。

4.根据权利要求2所述的探地雷达前置载荷模拟装置，其特征在于，所述第一滚筒和第二滚筒的横截面均为椭圆形。

5.根据权利要求2至4中任一所述的探地雷达前置载荷模拟装置，其特征在于，所述第一固定连杆和传动连杆的铰接处设有第一转轴，所述第一转轴的两端分别与所述第一固定连杆和传动连杆铰接；

所述第二固定连杆与所述传动连杆的铰接处设有第二转轴，所述第二转轴的两端分别与所述第二固定连杆和传动连杆铰接；所述第一转轴与第二转轴的长度相等。

6.根据权利要求1至4中任一所述的探地雷达前置载荷模拟装置，其特征在于，所述空腔为空心柱，所述空心柱的轴线与所述第一滚筒的轴线平行。

7.根据权利要求6所述的探地雷达前置载荷模拟装置，其特征在于，所述空心柱的端面与所述第一滚筒的端面平齐。

8.根据权利要求2至4中任一所述的探地雷达前置载荷模拟装置，其特征在于，所述第一滚筒和第二滚筒采用混凝土、钢材或铸铁制成。

9.根据权利要求5所述的探地雷达前置载荷模拟装置，其特征在于，所述第一转轴与所述第一固定连杆、传动连杆之间均为可拆卸连接，所述第二转轴与所述第二固定连杆、传动连杆之间均为可拆卸连接。

10.根据权利要求2至4中任一所述的探地雷达前置载荷模拟装置，其特征在于，所述第一滚筒和第二滚筒的轴向长度均为1.5m～2m，所述第一滚筒和第二滚筒的重量均为0.6t～

1t。

说明书

一种探地雷达前置载荷模拟装置

技术领域

[0001] 本发明涉及道路地下空洞检测技术领域，更具体地，涉及一种探地雷达前置载荷模拟装置。

背景技术

[0002] 探地雷达是近年发展起来的一种探测道路地下目标的有效手段，属于无损探测技术，与其他常规的地下探测方法相比，具有探测速度快、探测过程连续、分辨率高、操作方便灵活、探测费用低等优点，在工程勘察领域的应用日益广泛。

[0003] 探地雷达的主要原理是通过发射天线向地下发射高频电磁波，通过接收天线接收反射回地面的电磁波，电磁波在地下介质中传播时遇到存在电性差异的分界面时发生反射，根据接收到的电磁波的波形、振幅强度和时间的变化等特征推断地下介质的空间位置、结构、形态和埋藏深度。

[0004] 目前，探地雷达主要包括探地雷达车以及设置在探地雷达车上的检测装置，探地雷达在对道路地下空洞及软弱地层探测时往往是在没有载荷的情况下进行的，但实际的道路载荷情况非常复杂，主要包括车辆行驶过程产生的振动对实际道路动载荷的影响，因而在没有动载荷的情况下探地雷达检测的准确性会降低。因此，亟需一种辅助模拟实际道路动载荷的装置，从而提高现有探地雷达的检测精度。

发明内容

[0005] (一)要解决的技术问题

[0006] 本发明实施例提供一种探地雷达前置载荷模拟装置，模拟实际的道路动载荷情况，从而提高探地雷达的检测精度。

[0007] (二)技术方案

[0008] 为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种探地雷达前置载荷模拟装置，包括：前置牵引杆、第一滚筒、同步传动机构、第二滚筒和后置拉杆，所述第一滚筒与所述第二滚筒前后布置且轴心平行；

[0009] 所述前置牵引杆的一端与所述第一滚筒的轴心铰接，所述前置牵引杆的自由端用于接驳牵引车，所述同步传动机构装设在所述第一滚筒和第二滚筒之间，用于带动所述第二滚筒与第一滚筒同步转动；所述第一滚筒和第二滚筒的内部在偏离轴心的位置设有空腔，所述后置拉杆的一端与所述第二滚筒的轴心铰接，所述后置拉杆的自由端用于接驳探地雷达车。

[0010] 优选地，所述第二滚筒与所述第一滚筒的结构相同，所述同步传动机构包括第一固定连杆、传动连杆和第二固定连杆，所述第一固定连杆的一端固定在所述第一滚筒的轴心位置，所述第二固定连杆的一端固定在所述第二滚筒的轴心位置，所述第二固定连杆与所述第一固定连杆的长度相等且平行设置，所述传动连杆的两端分别与所述第一固定连杆的另一端和第二固定连杆的另一端铰接。

[0011] 优选地，所述同步传动机构为两组，两组所述同步传动机构分别布置在所述第一滚筒的两侧。

[0012] 优选地，所述第一滚筒和第二滚筒的横截面均为椭圆形。

[0013] 优选地，所述第一固定连杆和传动连杆的铰接处设有第一转轴，所述第一转轴的两端分别与所述第一固定连杆和传动连杆铰接；

[0014] 所述第二固定连杆与所述传动连杆的铰接处设有第二转轴，所述第二转轴的两端分别与所述第二固定连杆和传动连杆铰接；所述第一转轴与第二转轴的长度相等。

[0015] 优选地，所述空腔为空心柱，所述空心柱的轴线与所述第一滚筒的轴线平行。

[0016] 优选地，所述空心柱的端面与所述第一滚筒的端面平齐。

[0017] 优选地，所述第一滚筒和第二滚筒采用混凝土、钢材或铸铁制成。

[0018] 优选地，所述第一转轴与所述第一固定连杆、传动连杆之间均为可拆卸连接，所述第二转轴与所述第二固定连杆、传动连杆之间均为可拆卸连接。

[0019] 优选地，所述第一滚筒和第二滚筒的轴向长度均为1.5m～2m，所述第一滚筒和第二滚筒的重量均为0.6t～1t。

[0020] (三)有益效果

[0021] 本发明实施例提供的探地雷达前置载荷模拟装置，通过前后设置的第一滚筒和第二滚筒，并在第一滚筒与第二滚筒之间连接同步传动机构来保证二者的同步转动，模拟实际的车辆行驶，同时在第一滚筒与第二滚筒上均设置偏心空腔，从而模拟实际的道路动载荷情况，有利于提高探地雷达对道路下方空洞或软弱地层的检测精度。

附图说明

[0022] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0023] 图1为本发明实施例的探地雷达前置载荷模拟装置的结构示意图；

[0024] 图2为本发明实施例的第一滚筒的结构示意图；

[0025] 图3为本发明实施例的同步传统机构的示意图；

[0026] 图中：1、前置牵引杆；2、第一滚筒；3、同步传动机构；4、第二滚筒；5、后置拉杆；6、第一接驳连接件；7、第二接驳连接件；8、空腔；301、第一固定连杆；302、传动连杆；303、第二固定连杆；304、第一转轴；305、第二转轴。

具体实施方式

[0027] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0028] 在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0029] 参考图1和图2所示，本发明实施例提供一种探地雷达前置载荷模拟装置，装设在探地雷达车和牵引车之间，用于模拟探地雷达对道路地面进行探测时实际的动载荷情况，从而提高探地雷达的探测精度。所述前置载荷模拟装置具体包括：前置牵引杆1、第一滚筒2、同步传动机构3、第二滚筒4和后置拉杆5，第一滚筒2和第二滚筒4为放倒在地面的柱状结构，第一滚筒2和第二滚筒4依次前后布置且轴心平行，从而模拟路面车辆行驶状态下的动载荷情况。

[0030] 其中，为了方便各杆件的连接和安装，可在第一滚筒2和第二滚筒4的轴心位置分别装设安装轴。前置牵引杆1的一端与第一滚筒2的轴心铰接以实现自由转动，具体可将前置牵引杆1与安装轴的端部铰接。前置牵引杆1的另一端即自由端设置有第一接驳连接件6，能够方便快速实现与牵引车的接驳，由牵引车带动前置载荷模拟装置向前滚动。

[0031] 同步传动机构3装设在第一滚筒2和第二滚筒4之间，用于带动第二滚筒4跟随第一滚筒2同步转动，从而实现二者之间的联动。同步传动机构3可以采用同步传动带、同步链轮或者同步连杆等其他能够实现两个滚筒的同步运动的传动机构。同时，为了模拟道路实际的动载荷，在第一滚筒2和第二滚筒4的内部均设有空腔8，空腔8设置在偏离轴心的位置即可，利用空腔8改变第一滚筒2和第二滚筒4在道路上滚动时的平衡状态。空腔8可为空心柱，对于第一滚筒2内的空腔8来说，空心柱的轴线与对应的第一滚筒2的轴线平行，空心柱的端面与第一滚筒2的端面平齐。同样地，对于第二滚筒4内的空腔8来说，空心柱的轴线与对应的第二滚筒4的轴线平行，空心柱的端面与第二滚筒4的端面平齐

[0032] 后置拉杆5的一端与第二滚筒4的轴心铰接，后置拉杆5的另一端即自由端设置有第二接驳连接件7，第二接驳连接件7用于快速实现与探地雷达车的接驳。需要说明的是，后置拉杆5的长度以能够保证前置载荷模拟装置与探地雷达之间在行进过程中不产生干涉为宜。

[0033] 为了使两个滚筒之间的连接更加稳固，将前置牵引杆1和后置拉杆5均设置为两根，且分别对称布置在第一滚筒2和第二滚筒4的两侧，这样也能够使牵引车和探地雷达车接驳后受力均匀，避免行进方向不好控制。

[0034] 本实施例中的第一滚筒2和第二滚筒4均为实心材料制成(不包括空腔8)，如混凝土、钢材或铸铁等，主要满足载荷模拟所需要的重量即可。

[0035] 本发明实施例提供的探地雷达前置载荷模拟装置，通过前后设置的第一滚筒和第二滚筒，并在第一滚筒与第二滚筒之间连接同步传动机构来保证二者的同步转动，模拟实际的车辆行驶，同时在第一滚筒与第二滚筒上均设置偏心空腔，从而模拟实际的道路动载荷情况，有利于提高探地雷达对道路下方空洞或软弱地层的检测精度。

[0036] 在上述实施例的基础上，为了方便第一滚筒2和第二滚筒4的同步转动，简化同步传动机构，将第二滚筒4与第一滚筒2设置为相同的结构，包括外形尺寸以及内部的结构，用于模拟汽车的前后轮结构。

[0037] 参考图3，同步传动机构3的具体结构类似于老式火车轮的传动连杆结构，包括：第一固定连杆301、传动连杆302和第二固定连杆303，在第一滚筒2和第二滚筒4尺寸结构相同的情况下，第一固定连杆301的一端固定在第一滚筒2的轴心位置，第二固定连杆303的一端固定在第二滚筒4的轴心位置，具体地，第一固定连杆301固定在第一滚筒2的安装轴的轴端，第二固定连杆303固定在第二滚筒4的安装轴的轴端。

[0038] 其中，传动连杆302的两端分别与第一固定连杆301的另一端以及第二固定连杆303的另一端铰接。具体地，第一固定连杆301和传动连杆302的铰接处设置有第一转轴304，第一转轴304的两端分别与第一固定连杆301和传动连杆302铰接，此时第一转轴304与第一固定连杆301和传动连杆302均垂直。同样地，第二固定连杆303和传动连杆302的铰接处设置有第二转轴305，第二转轴305的两端分别与第二固定连杆303和传动连杆302铰接，此时第二转轴305与第二固定连杆303和传动连杆302均垂直。需要说明的是，为了方便安装同时保证结构的稳定性，第一转轴304和第二转轴305的长度相等，且均位于传动连杆302的同一侧，本实施例中为了使整个装置更加美观，第一转轴304和第二转轴305均位于传动连杆302的内侧。

[0039] 为了方便将第一滚筒2和第二滚筒4拆分，将第一转轴304与第一固定连杆301、传动连杆302之间均为可拆卸连接，第二转轴305与第二固定连杆303、传动连杆302之间均为可拆卸连接，具体的可拆卸连接可采用轴承加定位销的方式实现。

[0040] 为了实现同步传动，将第二固定连杆303与第一固定连杆301的长度设置成相等，并且这两个固定连杆平行布置，此时传动连杆302呈水平状态。需要说明的是，在牵引车的带动下，第一固定连杆301随着对应的第一滚筒2不停地转动，同时第二固定连杆303也随着对应的第二滚筒4不停地转动，使得第一固定连杆301与第二固定连杆303之间的平行是一种动态的平行关系。

[0041] 为了是第一滚筒2和第二滚筒4之间的同步传动更加协调，同步传动机构3为两组，分别位于第一滚筒2、第二滚筒4的两侧，即第一固定连杆301、传动连杆302和第二固定连杆303均为两根，按照上述连接方式分为两组分别连接形成同步传动机构3，使得第一滚筒2和第二滚筒4之间的同步传动更加稳定顺畅。

[0042] 在上述各实施例的基础上，为了提高装置的动载荷模拟效果，将第一滚筒2和第二滚筒4的横截面设置为椭圆形，即第一滚筒2和第二滚筒4均为椭圆形滚筒。椭圆形的滚筒相对于圆形的滚筒而言，其滚动过程中的动载荷更加明显，有利于提高探地雷达的检测精度。

[0043] 在上述各实施例的基础上，为了保证道路动载荷的模拟效果，第一滚筒2和第二滚筒4的轴向长度均为1.5m～2m，第一滚筒和第二滚筒的重量均为0.6t～1t。

[0044] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。